机电一体化发展的一些思考

1、机电一体化发展的一些思考【科技创新论坛】0机电一体化发展的一些思考宋永顺(石嘴山市质量监督检验与计量测试所宁夏石嘴山753000)摘要:讲述机电一体化技术的发展历程及其趋势,表明以机械技术,微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势,简要介绍典型的机电一体化产品,并根据目前国内现状,阐释发展机电一体化面临的形式和任务,最后,重点提出并详述以加强统筹安排,协调发展计划;强化行业管理,发挥协会作用;优化发展环境,增大支持力度;突出发展重点,兼顾两个层次等为目标与方法的发展机电一体化的对策.关键词:机电一体化;发展;方法中图分类号:th16文献标识码:a文章编号:167175

2、97(2011)1110183一们1机电一体化技术发展历程及其趋势1.1机电一体化的发展历程1)数控机床的问世,写下了机电一体化历史的第一页;2)微电子技术为机电一体化带来勃勃生机;3)可编程序控制器,电力电子等的发展为机电一体化提供了坚强基础;4)激光技术,模糊技术,信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶.1.2机电一体化的发展趋势1)光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统,能源系统,信息处理系统,机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统,能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.2)自律分配系

3、统化柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的冗余度,有较强的柔性,能较好的应付突发事件,被设计成自律分配系统.在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的自律性,可根据不同的环境条件作出不同反应.其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体行动是可以改变的.这样,既明显地增加了系统的适应能力(柔性),又不因某一子系统的故障而影响整个系统.3)全息系统化智能化.今后的机电一体化产品全息特征越来越明显,智能化水平越来越高.这主要收益于模糊技术,信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展.除此之外,其系统的层次结构,也变简单的从上到下的

4、形式而为复杂的,有较多冗余度的双向联系.4)生物一软件化仿生物系统化.今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大.并且往往在结构上是处于静态时不稳定,但在动态(工作)是却是稳定的.这有点类似于活的生物:当控制系统(大脑)停止工作时,生物便死亡,而当控制系统(大脑)工作时,生物就很有活力.仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的结构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的生命还有待于深入研究.这一研究领域称为生物一软件或生物系统,而生物的特点是硬件(肌体)软件(大脑)一体,不可分割.看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋势,但仍有一段比较漫长的路要走.5)微型机电化一一微型

5、化.目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件.当将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了.届时机械和电子完全可以融合,机体,执行机构,传感器,cpu等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件.这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向.2典型的机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元,部件两大类.典型的机电体化系统有:数控机床,机器人,汽车电子化产品,智能化仪器仪表,电子排版印刷系统,cad/cam系统等.典型的机电一体化元,部件有:电力电子器件及装置,可编程序控制器,模糊控制器,微型电机,传感器,专用集成电路,伺服机构等.这些

6、典型的机电一体化产品的技术现状发展趋势市场前景分析从略.总而言之,机电一体化技术是制造机电一体化产品的手段,而机电一体化产品则是技术革新或技术革命的目标.3发展机电一体化面临的形式和任务机电一体化工作主要包括两个层次:一是用微电子技术改造传统产业,其目的是节能,节材,提高功效,提高产品质量,把传统工业的技术进一步提高;二是开发自动化,数字化,智能化机电产品,促进产品的更新换代.前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深层次工作.3.1机电一体化工作面临的形势.1)用微电子技术改造传统工业的工作量大而,有难度:2)用机电一体化技术加速产品更新换代,提高市场占有率的呼声高,有压力;3)用机电一

7、体化产品取代技术含量和附加值低,耗能,耗水,耗材高,污染,扰民产品的责任重,有意义.另外,从市场需求的角度看,由于我国研制,开发机电一体化产品的历史不长,差距较大,许多产品的品种,数量,档次,质量都不能满足需求,每年进口量都比较大,因此亟需发展.3.2机电一体化工作的任务.机电一体化方面的任务可以概括为两个方面:一方面是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业;另一方面是大张旗鼓的开发机电一体化产品,促进机电产品的更新换代.总的目的是进一步促进机电一体产业的形成和深入发展,为产业结构和产品结构调整做出贡献.在机电一体化产品的开发上,要制定相应的机电一体化产品开发的奋斗目标.既要有总体目标,也要有

8、单项的目标.政府参与以及社会各界共同关注,创造良好的开发环境,多方力量去促进,才能切实有效开展这一工作.总之,机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力,又是进行机电行业产品结构以及产业结构调整的有效法宝.4发展机电一体化的对策1)加强统筹安排,协调发展计划.目前,全国各地区从事机电一体化研究及生产的单位很多,各自都有一些想法和发展策略;同时,地方政府各有关部门也有不少相应的发展计划与规划.这两者由于受立足点着眼点的限制而各有利弊,缺少纵观全局的有权威性的发展计划和战略规划.因此,建议政府相关管理部门责成有关机构在进行深入调查研究,科学分析的基础上,制定出能够统管全局的机电一体化研究开发生产计划和规划,避免开发上重复,生产上撞车.2)强化行业管理,发挥协会作用.目前的行业划分方法和管理体制,政出多门是难免的.因此有必要明确个行业的统管机构,根据国家政治体制改革和经济体制改革的精神,建议能加强机电体化协会的建设,赋予其行业管理职能.协会要充分发挥其领导职能,切实有效地开展各项工作.3)优化发展环境,增大支持力度.优化发展环境指通过宣传群众,造成一种社会上下,企业内外都重视,支持机电一体化发展的氛围.增大支持力度,在技术政策上,要严格限制耗电,耗水,耗材高的传统产品的发展,对技术落后产品限制强制淘汰;